Zyklonabscheider
Keine Schläuche, keine Filter, keine beweglichen Teile — robuste Partikelabscheidung von 5 µm bis grobkörnig, rund um die Uhr.
Zyklonabscheider nutzen Zentrifugalkraft — keine Filtermedien — um feste Partikel aus einem Gasstrom abzuscheiden. Staubbeladenes Gas tritt tangential in den zylindrischen Körper ein und erzeugt einen spiralförmigen Wirbel, der Partikel nach außen zur Wand, den Konus hinunter und in den Austragstrichter treibt, während Reingas aufwärts durch das zentrale Wirbelrohr austritt. Ohne Filterschläuche, bewegliche Teile oder Reinigungsmechanismen arbeitet ein Zyklonabscheider kontinuierlich bei Temperaturen bis zu 900°C. Lozzar Process liefert Hochleistungszyklone (HC-Serie) und Standard-Zyklone (SC-Serie) als Einzelkollektoren und als Vorabscheider vor Schlauchfiltern.
Funktionsprinzip des Zyklonabscheiders
Staubbeladenes Gas tritt tangential am oberen Ende des Zylinderteils in den Zyklon ein. Der tangentiale Einlass zwingt das Gas in eine abwärts gerichtete äußere Spirale entlang der Zyklonwand. Zentrifugalbeschleunigung — typisch 5–2.500 × g je nach Zyklondurchmesser — drückt Partikel radial nach außen gegen die Wand. Partikel verlieren Impuls durch Wandreibung, verlangsamen sich und wandern entlang des Konus zum Staubauslass.
Das gereinigte Gas, das seinen Rotationsimpuls verloren hat, kehrt die Richtung nahe dem Apex um und tritt aufwärts durch das zentrale Wirbelrohr aus. Kritische Konstruktionsparameter: (1) Einlassgeschwindigkeit — optimal 15–25 m/s. (2) Zyklondurchmesser — kleinerer Durchmesser erzeugt höhere Zentrifugalbeschleunigung (a ∝ 1/r) und scheidet feinere Partikel ab. (3) Konuswinkel und -länge.
Der Trenngrenzwert (d₅₀) — der Partikeldurchmesser, bei dem 50% Abscheideeffizienz erreicht wird — ist der primäre Spezifikationsparameter. Hochleistungszyklone erreichen d₅₀ = 2–5 µm; Standardzyklone d₅₀ = 8–15 µm.
Quick Reference
Technical Specifications
All parameters are indicative ranges. Final sizing is determined by process simulation based on your specific material and throughput requirements.
Zyklonabscheider — Betriebsparameter
| Parameter | Value / Range | Note |
|---|---|---|
| Einlassgasgeschwindigkeit | 12–25 m/s (optimum 15–20 m/s) | < 12 m/s: unzureichende Zentrifugalkraft; > 25 m/s: erhöhte Turbulenz und Wiederaufwirbelung |
| Trenngrenzwert d₅₀ (50% Abscheideeffizienz) | Standard cyclone: 8–15 µm | High-efficiency cyclone: 2–5 µm | Bei 2× d₅₀ (z.B. > 20 µm für Standard) Effizienz > 95%; Partikel unterhalb d₅₀ passieren größtenteils |
| Gesamtabscheideeffizienz (typische Eingangs-KGV) | 70–90% overall (mass basis) for d50 inlet > 20 µm; > 95% for d50 inlet > 50 µm | Gesamteffizienz ist massengewichtet — grobe Fraktion dominiert; Feinfraktion (< 10 µm) nur 10–40% Effizienz |
| Gasvolumenstrom (Einzelaggregat) | 200 Nm³/h – 200,000 Nm³/h per cyclone body | Mehrere Zyklone parallel für größere Ströme; Multizyklon verwendet viele kleindiametrige Körper mit gemeinsamem Ein-/Auslass |
| Druckabfall | 500–2,500 Pa (standard: 800–1,200 Pa; high-efficiency: 1,500–2,500 Pa) | Höhere Effizienz = höherer ΔP; durch Abwägung von Ventilatorenergiekosten gegen verlängerte Schlauchstandzeit optimieren |
| Gastemperatur | Carbon steel: up to 400°C | Refractory-lined: up to 900°C | SS 304/316L: up to 550°C | Keine theoretische Obergrenze aus Prozesssicht — Zyklon enthält keine organischen Komponenten; begrenzt nur durch Werkstoff |
| Staubeinlasskonzentration | 1 g/Nm³ – no upper limit (handles > 1,000 g/Nm³ in heavy mineral applications) | Im Gegensatz zu Schlauchfiltern verbessert sich die Zykloneffizienz bei sehr hohen Staublasten leicht (Wandschichteffekt) |
| Abriebbeständigkeit | Wear-resistant steel (Hardox 400/500); ceramic tile lining; basalt rubber lining for highly abrasive dusts | Kritisch für Mineral-, Zement-, Kohleasche- und Sandanwendungen; Konus und Einlassabschnitt sind primäre Verschleißzonen |
| Reingasstaubgehalt | 50–500 mg/Nm³ typical (depends on inlet PSD) | Zyklon allein erreicht selten < 50 mg/Nm³ — immer mit Schlauchfilter für gesetzliche Emissionskonformität kombinieren |
Standard-Zyklon vs. Hochleistungszyklon vs. Multizyklon
| Parameter | Value / Range |
|---|---|
| Körperdurchmesser | Standard: 500–3,000 mm | High-eff.: 200–500 mm | Multi-cyclone: 50–150 mm per tube |
| Trenngrenzwert d₅₀ | Standard: 8–15 µm | High-eff.: 2–5 µm | Multi-cyclone: 1–3 µm |
| Druckabfall | Standard: 500–1,000 Pa | High-eff.: 1,200–2,000 Pa | Multi-cyclone: 1,500–3,000 Pa |
| Kapazität pro Einheit | Standard: high | High-eff.: medium | Multi-cyclone: low per tube, high in bank |
| Wartung | Standard: minimal | High-eff.: minimal | Multi-cyclone: tube blockage risk with sticky/wet dust |
| Beste Anwendung | Standard: pre-separator, coarse recovery | High-eff.: primary collector for d50 > 10 µm | Multi-cyclone: fine dust, boiler fly ash |
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Referenzdaten aus industriellen Anlagen. Tatsächliche Werte hängen von Aufgabekonsistenz, Korngrößenverteilung und geforderter Produktqualität ab.
| Material | Eingangsfeuchte | Ausgangsfeuchte | Korngröße | Gastemperatur | Branche |
|---|---|---|---|---|---|
| Drehrohrofen-Vorabscheider — Mineral / Düngemittel | Dust load 20–200 g/Nm³ | 5–50 g/Nm³ (cyclone reduces load 70–90%) | d50 inlet 30–200 µm | 80–400°C gas | Mineralien / Düngemittel / Zement |
| Flashtrockner-Produktrückgewinnung — Stärke / Pigment / PVC | Dust load 100–800 g/Nm³ | < 10 g/Nm³ to downstream bag filter | d50 10–80 µm | 80–200°C gas | Stärke / Pigmente / Polymere |
| Sprühtrockner-Primärabscheider — Molkerei / Waschmittel / Keramik | Dust load 50–300 g/Nm³ | 5–50 g/Nm³ | d50 50–300 µm (product particles) | 80–250°C gas | Lebensmittel / Molkerei / Keramik / Waschmittel |
| Zement-Rohrmühle / Ofenabgas — Grobfraktion | Dust load 200–1,000 g/Nm³ | 10–100 g/Nm³ | d50 20–100 µm | 150–350°C gas | Zement & Bau |
| Biomasse-Pelletmühlen-Abluft — Holzstaub / Feinanteil | Dust load 5–50 g/Nm³ | 1–10 g/Nm³ (coarse fraction recovered) | d50 50–500 µm wood fines | 40–100°C gas | Biomasse / Holz / Energie |
| Getreidemahlen — Mehl / Kleie / Grießabscheidung | Dust load 10–100 g/Nm³ | 2–20 g/Nm³ | d50 30–200 µm | 20–60°C near-ambient | Lebensmittel- & Futtermittelvermahlung |
| Heißgaserzeuger / Verbrennungsabgas — Flugasche | Dust load 5–100 g/Nm³ (fly ash) | 1–20 g/Nm³ | d50 20–150 µm | 200–600°C gas | Energie / Abfallverbrennung / Mineralien |
| Pneumatikförderer-Abscheider — Schüttgutpulvertransport | Dust/product load 100–2,000 g/Nm³ | Product collected > 95% mass; residual fines to bin vent filter | d50 100 µm – 5 mm (product) | 20–80°C ambient air | Alle Pulververarbeitenden Branchen (Silofüllung, Dosierung) |
Ihr Material nicht dabei? Senden Sie uns Ihre Prozessdaten und wir erstellen eine materialspezifische Auslegung.
Systemkonfigurationen
Standard-Einzelzyklon (SC-Serie)
Einzelner Zyklon mit großem Durchmesser für hohe Gasvolumenströme. Durchmesser 500–3.000 mm; verarbeitet Gasströme bis 200.000 Nm³/h in einer Einheit. d₅₀ = 8–15 µm. Kohlenstoffstahl mit verschleißfestem Belag an Konus und Einlass. Typisch als erste Stufe Vorabscheider vor einem Schlauchfilter eingesetzt.
Hochleistungszyklon (HC-Serie)
Zyklon mit kleinerem Durchmesser (200–500 mm) und optimierter Geometrie für maximale Feinpartikelabscheidung. d₅₀ = 2–5 µm; Effizienz > 90% für Partikel über 10 µm. Höherer Druckabfall (1.200–2.000 Pa). Eingesetzt wenn kein nachgeschalteter Schlauchfilter erwünscht oder praktisch ist.
Multizyklon-Batterie (MC-Serie)
Ein einzelner Ein-/Auslass-Plenum mit Dutzenden bis Hunderten kleiner Zyklonrohre (50–150 mm) parallel. Jedes kleine Rohr erzeugt bis zu 500 × g Zentrifugalbeschleunigung — erreicht d₅₀ = 1–3 µm. Eingesetzt in der Flugascheabscheidung in kohlebefeuerten Kesseln und zur Feinbiomasse-Verbrennungsgasreinigung.
Auswahlhilfe
Einlassstaubeintrag sehr hoch (> 50 g/Nm³) und nachgeschalteter Schlauchfilter erforderlich — Zyklon als Vorabscheider reduziert Schlauchfiltergröße und Schlauchersatzhäufigkeit
Standard-Zyklon (SC-Serie) vorgeschaltet vor Schlauchfilter — entfernt 70–90% der Masse am Einlass; Schlauchfilter verarbeitet nun 5–15 g/Nm³ statt 50–500 g/Nm³, verlängert Schlauchstandzeit 2–5× und reduziert Filterfläche bis zu 60%
Gastemperatur überschreitet 260°C — Betriebsgrenze des Schlauchfilters — aber Partikel müssen abgeschieden werden bevor das Gas abkühlt
Hochleistungszyklon (HC-Serie) oder feuerfest ausgekleideter Standard-Zyklon — keine Temperaturbegrenzung aus Prozesssicht; nach Abkühlung auf < 200°C kann ein Schlauchfilter die verbleibenden Feinanteile übernehmen
Im Zyklontrichter abgeschiedenes Produkt ist das Hauptprodukt — Sprühtrocknerprodukt, Flashtrocknerprodukt, Pneumatikfördertransfer — und muss trocken in den Prozess zurückgeführt werden
Standard- oder Hochleistungszyklon als primärer Produktkollektor — Trichter mit Zellenradschleuse trägt Produkt kontinuierlich in den Hauptproduktförderer aus; verbleibende Feinfraktion (typisch 2–5% der Masse) geht zum nachgeschalteten Schlauchfilter zur Endabscheidung
Anwendung erfordert absolut niedrigste Investitions- und Betriebskosten für Grobstaubabscheidung und Emissionsgrenzwerte > 100 mg/Nm³
Standard-Zyklon eigenständig — keine Verbrauchsmaterialien, kein Wartungsplan, Betriebskosten im Wesentlichen null über Zellenradschleusen-Schmierung hinaus; für Steinbruch-, Zuschlagstoff-, Grob-Mineral- und Bauanwendungen
Wann ein Zyklonabscheider NICHT eingesetzt werden sollte
Emissionsgrenzwert < 50 mg/Nm³ — gesetzliche Konformität erfordert Auslass unterhalb dessen, was Zyklone für industrielle Feinstaub zuverlässig erreichen können
Partikelgröße überwiegend unter 5 µm (Submikrondämpfe, Verbrennungsgase, VOC-Kondensate) — Zentrifugalkräfte unzureichend zur effektiven Abscheidung von Partikeln unter 5 µm
Gas enthält lösliche Säuregase (HCl, SO₂, HF) oder erfordert gleichzeitige Staub- und Gasphaden-Schadstoffentfernung
Staub ist hochkohäsiv oder klebrig und lagert sich an Zyklonwänden, Konus und Auslass ab — verursacht Verstopfung und Rückführung des gesammelten Materials in den Reingas-strom
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Ask a technical question →Häufig gestellte Fragen
Die Kombination Zyklon + Schlauchfilter wird aus drei Gründen verwendet: 1. Staubreduzierung: Bei Einlassstaublasten über 50 g/Nm³ (typisch für Flash-, Drehrohrofen- und Sprühtrockner) wird der Schlauchfilter zur Engpassausrüstung. Ein vorgeschalteter Zyklon entfernt 70–90% der Masse und reduziert den Einlass auf 5–15 g/Nm³, wodurch die normale Schlauchstandzeit wiederhergestellt wird. 2. Abrasionsschutz: In Mineral- und Zementanwendungen schleift grober Partikel (> 50 µm Sand, Kalkstein) physisch durch Filterschläuche in wenigen Wochen, wenn er bei Einlassgeschwindigkeit auf die Schlauchoberfläche trifft. Der Zyklon entfernt diese abrasiven groben Partikel. 3. Produktrückgewinnung: Bei Sprühtrocknung, Flashtrocknung und Pneumatikförderung sollte die Grobproduktfraktion separat von der Feinfraktion gesammelt werden. Der Zyklon sammelt das Hauptprodukt; der Schlauchfilter sammelt die Feinfraktion separat.
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